不同侵蚀环境下水下不分散混凝土抗Cl-和SO_(4)^(2-)渗透性能研究

在不同侵蚀环境中的水下不分散混凝土会受到侵蚀离子的渗透,严重影响水下不分散混凝土的耐久性能。研究了不同强度等级的水下不分散混凝土在氯盐溶液、硫酸盐溶液和复合盐溶液3种侵蚀环境下抵抗侵蚀离子渗透的能力。通过分析不同矿渣掺量下抗侵蚀离子渗透性能的影响,探究Cl^(-)和SO_(4)^(2-)在渗透过程中的耦合作用,并利用AutoPoreIV9500压汞仪测试不同侵蚀龄期各试样的孔隙特征。结果表明:在距离侵蚀表面5 mm和30 mm处,C35混凝土比C25混凝土的离子浓度降低7%~60%;在相同侵蚀环境下,掺入矿渣粉可以显著减小水下不分散混凝土中侵蚀离子浓度;水下不分散混凝土中的孔隙组成以直径小于50 nm的介孔和微孔为主,矿渣的掺入细化了孔隙结构。即水下不分散混凝土的抗渗性能随着其抗压强度等级的提高而显著提高,并且矿渣粉的掺入使结构更加致密,从而有效提高混凝土抗Cl^(-)和SO_(4)^(2-)渗透性能。

大流动性高水陆强度比的水下不分散混凝土的配制

目前已建大中型水电工程中普遍存在冲磨、空蚀破坏,有的甚至危及建筑物的结构安全,需对运行期水电站进行修补。开展高性能水下修补材料研究,对保障泄水建筑物混凝土结构服役寿命,确保水利水电工程使用安全至关重要。采用絮凝剂、硅灰、粉煤灰等材料进行试验配制,获得施工性能优异、水陆强度比高的水下不分散混凝土。研究结果表明:采用2%自行研制的HB7-28型絮凝剂、内掺8%的硅灰、10%粉煤灰组合材料,可配制出扩展度超过500mm、水下抗分散能力提升46%、28d水陆强度比高达94%的高性能混凝土。

水不分散材料对水泥浆抗水侵性能影响

川渝地区页岩气储层嘉陵江组裂缝性地层发育、地层水活跃,在钻井过程中出现较为突出的漏失问题,对钻井周期产生很大影响,制约了页岩气井的安全高效开采。针对页岩气井出现的漏失问题,对水不分散水泥浆体系进行研究,对5种多糖类聚合物和有机聚合物材料进行水不分散性能评价,优选出关键材料种类及配比,形成适用于含水漏失层封堵的低密度水不分散水泥浆体系,结合平衡压力堵漏工艺,保证水泥浆注替至漏失层后不被地层水冲散,实现漏失地层的有效封堵,为后续施工创造了条件。低密度水不分散水泥浆体系在川渝地区Z203H6-X页岩气漏失井中成功应用,地层承压当量密度由0.99 g/cm^(3)提高到1.21 g/cm^(3),后续结合堵漏浆强化堵漏,地层承压当量密度提升至1.81 g/cm^(3),为川渝地区页岩气井含水裂缝型地层漏失问题提供了一种技术手段。

大掺量粉煤灰制备水下不分散混凝土及性能研究

因为特殊的施工环境,需要动态平衡水下不分散混凝土的新拌流动性能和抗分散性能。研究了大掺量粉煤灰对混凝土工作性能、抗分散性和力学性能的影响。结果表明,粉煤灰掺量不大于50%时,可以实现大掺量粉煤灰水下不分散混凝土的制备。综合考虑材料性能和经济性能,粉煤灰掺量为50%时水下不分散混凝土性能较优,此时新拌混凝土坍落度、扩展度分别为250、545 mm;屈服应力、塑性黏度分别为47.4 Pa、4.4402 Pa·s;抗分散性能良好;7、28 d抗压强度及水陆强度均达到一等品要求。

基于水下不分散混凝土性能研究

试验探讨了水下不分散混凝土受不同胶材组成的影响,结合试验数据提出最优配合比,该配合比能够保证混凝土低弹模高塑性、高水下抗分散性、流动性好、黏稠等性能,且施工方便、经济可行,研究成果可以为胶凝材料以及水下不分散混凝土优化配制提供数据支持。

掺矿渣粉和粉煤灰水下不分散混凝土试验研究

文章探讨了双掺和双掺条件下矿渣粉、粉煤灰对水下不分散混凝土力学、抗分散及其流动性的影响特征。结果表明:粉煤灰的掺入会降低抗压强度,但有利于改善拌和物流动性,掺量不超过30%时能够提升抗分散性;双掺矿渣粉与粉煤灰时的拌和物流动性较差,双掺时的试件强度处于两者单掺之间,但是双掺能够提升抗分散性,对于改善混凝土的整体性能具有指导作用。

掺硅粉与粉煤灰水下不分散混凝土试验研究

该研究以微硅粉+粉煤灰复掺、微硅粉或粉煤灰单掺为变量,试验探讨了水下不分散混凝土抗分散性、流动性及力学性能受微硅粉和粉煤灰掺量的影响。结果表明,单掺粉煤灰会降低拌合物抗分散性能,其掺量应在30%以下,单掺微硅粉难以保证拌合物流动性要求;复掺15%微硅粉与30%粉煤灰或10%微硅粉与20%粉煤灰配制的拌合物能够满足抗分散性及流动性要求,实际工程中推荐选用该配合比。

矿物掺合料和抗分散剂对水下不分散混凝土性能的影响研究

针对水下不分散混凝土强度普遍偏低的情况,试验分析了水下不分散混凝土强度、抗分散性、工作性能受矿物掺合料和抗分散剂的影响规律。试验表明,掺20%降黏增强剂、5%硅灰和2.5%抗分散剂配制的水下成型混凝土28d强度达到55MPa,具有优异的抗氯离子渗透性和工作性能,可以满足高强性能要求。

纤维对水下不分散混凝土性能的影响研究

针对现有水下不分散混凝土存在水陆强度比低、力学性能差等问题,基于DL/T 5117—2021《水下不分散混凝土试验规程》所提出的流动性能及抗分散性能需求,以聚丙烯纤维、玻璃纤维及玄武岩纤维为参数,探究了不同纤维对水下不分散混凝土性能的影响。结果表明,不同种类纤维的掺入均会导致水下不分散混凝土的流动性能下降,且聚丙烯纤维下降最大,玄武岩纤维次之,玻璃纤维最小;相比于聚丙烯纤维,玻璃纤维和玄武岩纤维对水下不分散混凝土抗压强度的改善作用更为明显,且硅灰和纤维的共同作用能够进一步改善水下不分散混凝土的水、陆抗压强度;玻璃纤维和玄武岩纤维均有助于改善水下不分散混凝土的抗分散性能,而聚丙烯纤维则会导致水下不分散混凝土抗分散性能下降,且掺入0.1%聚丙烯纤维后,悬浊物含量不能满足DL/T 5117—2021标准要求。

水下不分散灌浆料的制备及性能研究

以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料制备了一种水下不分散灌浆料,选取硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和无水石膏的三元胶凝体系,采用单因素试验法,研究了水料比、高分子絮凝剂掺量、聚羧酸减水剂粉末掺量这3个关键因素对水下不分散灌浆料流动度、抗分散性、抗压强度的影响,确定出了最佳掺量。结果表明:当水料比为0.14、高分子絮凝剂掺量为0.15%、聚羧酸减水剂粉末掺量为0.55%时,水下不分散灌浆料的初始流动度为258 mm,30 min流动度为256 mm;7 d、28 d水下抗压强度分别为35.76 MPa、53.09 MPa;水下抗分散性为Ⅰ,水下不分散灌浆料的水下抗分散性好,可用于C40混凝土修补加固。

动水环境中水下不分散修补料的性能研究及示范应用

针对实际水下施工面临的动水环境,通过自制仿真水环境模拟装置研究了不同水流速度(0.2、0.5、1.0 m/s)对水下不分散修补料(JK-PR400M)性能的影响,采用空海一体智能化诊测技术评估了JK-PR400M的水下修复效果。结果表明:JK-PR400M在水流速度小于1.0 m/s环境中具有优异的抗分散性和界面粘结性,但会造成浇注偏移和表面冲刷流失现象;在水深6 m、水流速度0.5m/s环境下实现了混凝土面缺陷的快速修复作业,缺陷修复区剖面高程与设计高程偏差≤30 mm,修复效果良好,经济效益显著。

水下不分散混凝土抗分散性能试验方法研究进展

我国对水下不分散混凝土抗分散性能的测定已有相关的标准。但这些标准对水下不分散混凝土抗分散性能的测定是在静水下进行的,与实际施工的动水、深水高压等环境有所不符。动水环境对水下不分散混凝土的影响主要包括其对水下不分散混凝土浇筑过程的冲刷和对浇筑后未凝结硬化的水下不分散混凝土表面的冲刷两个方面。此外,不同水压对水下不分散混凝土的冲刷也存在一定的影响。就以上几方面研究中出现的国内外试验装置以及试验方法进行了综述,以期对复杂环境中水下不分散混凝土的抗分散性能的测试做出贡献。

早强型水下不分散水泥基复合材料的性能优化设计

针对严酷服役环境条件中水下混凝土抗拉变形能力差、开裂引发的一系列病害,在水泥浆体中掺入抗分散剂UWB-Ⅲ、粉煤灰、减水剂、速凝剂、聚乙烯醇纤维、煤矸石等物质,研究各物质不同掺量对水泥基材料的抗分散性能、水陆强度、微观形貌的影响。结果表明,适量的UWB-Ⅲ可以显著改善浆体的抗分散性能,但过量使用UWB-Ⅲ会降低砂浆的流动性。当UWB-Ⅲ掺量为6.5%时,能够较好的兼顾抗分散性能和流动性。随着粉煤灰或煤矸石替代率的增加,材料抗压强度降低,悬浊物含量增大。随着减水剂、速凝剂、聚乙烯醇纤维等掺量的增加,材料抗压强度呈现先增大后减小的趋势。综合分析可知UWB-Ⅲ掺量6.5%,粉煤灰替代率20%,水胶比0.24,减水剂0.5%,速凝剂2%,纤维掺量2%,煤矸石替代率60%的水泥基复合材料具备早强、水下不分散等特点。研究可为水下混凝土开裂提供一种快速修补方法,也可对煤研石进行资源化利用。

超早强水下不分散注浆料在运营隧道中的应用

根据运营隧道的空洞类型、渗漏情况、天窗期治理要求及施工工艺,以硫铝酸盐水泥、粉煤灰、精制石英砂、水下不分散剂及多种功能助剂复合,配制超早强水下不分散注浆料。通过性能试验,优化注浆料各组分配比,制备出初始流动度达330 mm,可操作时间达30 min,水下抗分散性优异,2 h水下成型抗压强度大于5 MPa,28 d水下成型抗压强度40.9 MPa的超早强型水下不分散注浆材料,满足运营隧道2 h天窗期治理要求,大大提高了运营隧道渗漏注浆治理效率及质量。

水下不分散混凝土成型方法及性能的研究

通过实验确定了水下不分散混凝土的成型方法,研究了抗分散剂掺量、粉煤灰、矿粉对水下不分散混凝土强度及工作性能的影响。结果表明:胶凝材料总量的2.5%为UWB-II型抗分散剂的适宜掺量。粉煤灰能显著改善水下不分散混凝土的工作性能,矿粉可以提高水下不分散混凝土强度。

絮凝剂用量对水下不分散混凝土性能影响的研究

研究了中交二航武汉港湾新材料有限公司研制的SCR-Ⅲ型絮凝剂的用量对水下不分散混凝土的各项指标的影响规律,并比较了不同条件下成型试块的各项指标。结果表明:絮凝剂用量增加虽然降低水下混凝土的流动性,但可以明显提高水下成型的抗分散性与抗压强度,改善混凝土的耐久性,结合各项性能指标确定了水下不分散混凝土的最佳絮凝剂用量。

矿物掺合料对水下不分散混凝土性能的影响

为保证水下不分散混凝土流动性能与抗分散性能满足DL/T 5100—2014《水工混凝土外加剂技术规程》和DL/T 5117—2021《水下不分散混凝土试验规程》要求,以单掺粉煤灰或微硅粉、复掺粉煤灰+微硅粉为参数,探究了矿物掺合料对水下不分散混凝土性能的影响。结果表明,单掺粉煤灰会导致水下不分散混凝土的抗分散性能降低,且粉煤灰掺量应<30%;仅单掺微硅粉无法满足水下不分散混凝土流动性能要求;复掺20%粉煤灰+10%微硅粉或复掺30%粉煤灰+15%微硅粉时,水下不分散混凝土的流动性能和抗分散性能均能满足规范要求,可应用于实际工程。

一种絮凝剂对C30水下不分散混凝土的影响

为探明UWB-Ⅱ型絮凝剂的不同掺量对C30水下不分散混凝土各项性能的影响规律,研究影响机理,并确定最佳掺量。分别选取了五组掺量进行流动性试验、抗分散性试验及抗压试验。结果表明絮凝剂自身的各种亲水基团会降低混凝土的流动性。当絮凝剂掺量增大时,试验水样的悬浊物含量、pH值及浊度值均反向变化。在絮凝剂掺量为2.5%时,试件抗压强度达到最大。随着絮凝剂掺量继续增加,材料的抗压强度出现下降。总结分析UWB-Ⅱ型絮凝剂在C30水下不分散混凝土中的最佳掺量应为2.5%。

不分散低固相钻井液在车排子地区铀矿绳索取心钻进中的应用研究

准噶尔盆地车排子地区是近年来可地浸砂岩型铀矿找矿的主要地区。但是通过最近几年车排子勘探区的钻探施工情况来看,该区域内地层较为复杂,区内广泛分布有泥页岩、松散砂砾岩等强水敏、不稳定地层。在区内钻探施工中,易发生岩层水化膨胀、孔径缩小、孔壁坍塌等复杂情况。而钻井液的性能是实现复杂地层顺利钻进的关键指标,在车排子勘探区钻探施工中使用传统细分散钻井液面临着岩心采取率低、地质效果差、回次进尺短和钻探效率低等问题。文章针对车排子勘探区的地层特点和钻探施工中存在的问题,通过相关钻井液文献调研和现场实验,研究并优选出了一套新型低固相不分散钻井液体系、配置与维护技术。该钻井液以广谱护壁剂和磺化沥青粉为核心材料,具有配置维护简单、流动性好、失水量低和所形成泥饼薄而强韧的特点。在2022年的铀矿钻探中,采用该钻井液体系,结合电动直驱钻机在车排子勘探区开展了绳索取心钻进实验,3口试验钻孔达到安全、优质和高效完孔的试验目标,为今后该地区类似钻孔的钻探施工提供借鉴与指导意义。

高强水下不分散混凝土的研究与发展现状

国内水下不分散混凝土主要为C40及以下强度等级,鲜有C50及以上强度等级水下不分散混凝土的研究及应用。文中对高强水下不分散混凝土的研究及应用现状、制约高强水下不分散混凝土发展的原因进行了概述及分析,初步提出了其配制措施,以期为高强水下不分散混凝土的研究与应用提供参考。